KR100746373B1 - 양면 연마장치의 캐리어 플레이트 구조 - Google Patents

양면 연마장치의 캐리어 플레이트 구조 Download PDF

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Abstract

양면 연마장치의 캐리어 플레이트 구조가 개시된다. 개시된 양면 연마장치의 캐리어 플레이트 구조는, 웨이퍼의 양면을 연마하는 양면 연마장치에 있어서, 상기 웨이퍼를 유지하기 위한 유지구멍에는 상기 웨이퍼와 상기 유지구멍 가장자리와의 접촉을 방지하여 상기 웨이퍼의 외주부(edge)의 변형을 방지하기 위하여 홀더가 설치된 것을 그 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 캐리어 플레이트에 형성된 유지구멍에 웨이퍼를 직접 삽입 유지하는 종래의 캐리어 플레이트와는 달리 웨이퍼를 상부 및 하부정반의 압력하에서 고정할 수 있는 홀더을 삽입 유지함으로써, 웨이퍼와 캐리어 플레이트와의 접촉을 방지하여 웨이퍼 외주부의 변형을 방지할 수 있는 이점이 있다.
캐리어 플레이트, 양면 연마장치, 웨이퍼

Description

양면 연마장치의 캐리어 플레이트 구조{STRUCTURE OF CARRIER PLATE OF DOUBLE SIDE POLISHING APPARATUS}
도 1은 본 발명에 따른 양면 연마장치의 캐리어 플레이트 구조의 구성을 개략적으로 나타낸 평면 구성도.
도 2는 도 1에서 A-A 선을 따라 절개하여 나타내 보인 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 양면 연마장치의 캐리어 플레이트 구조가 적용된 양면 연마장치의 요부 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10. 웨이퍼
11. 캐리어 플레이트
11a. 유지구멍
12. 홀더
12a. 고무패드
23. 상부정반
24. 하부정반
본 발명은 양면 연마장치의 캐리어 플레이트 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 양면 연마장치를 이용하는 웨이퍼(Wafer)의 연마에 있어 캐리어 플레이트(carrier plate)와 웨이퍼의 접촉에 의한 웨이퍼의 외주부(Edge) 표면거칠기(Roughness) 변형을 방지하기 위한 양면 연마장치의 캐리어 플레이트 구조에 관한 것이다.
종래의 양면연마 제조에서는 단결정 실리콘 잉곳(Silicon Ingot)을 절단(Slicing)하여 웨이퍼 형태로 제작한 후, 이 실리콘웨이퍼에 대하여 외주부 연삭(Edge Grinding), 랩핑(Lapping), 산 에칭(Etching)의 각 공정이 순차적으로 이루어지고, 그런 후 웨이퍼의 표면을 경면화하는 양면 연마가 행해진다.
이 양면 연마에는 캐리어 플레이트에 형성된 웨이퍼 유지구멍의 내부에 실리콘웨이퍼를 삽입 유지하고, 연마입자를 포함하는 슬러리(Slurry)를 공급하면서, 각각의 대향면에 연마포가 전장되는 상부정반 및 하부정반 사이에 위치한 캐리어 플레이트를 자전 및 공전시켜 양면을 동시에 연마하는 양면 연마 장치가 이용된다.
상기한 양면 연마장치는 상부 및 하부정반과 각각의 웨이퍼 표면에서 발생하는 마찰저항의 차이로 인해 웨이퍼가 캐리어 플레이트의 유지구멍 내에서 선회하게 되며, 이 선회운동으로 인해 캐리어 플레이트와의 접촉 부위인 웨이퍼 외주부 스크래치(Scratch) 등으로 표면거칠기의 변형이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 웨이퍼 유지구멍을 확대하여, 유지구멍 내부에 웨이퍼를 고정하는 홀더(Holder)를 이용하여 웨이퍼 외주부(Edge)의 표면거칠기(Roughness) 변형을 방지하도록 한 양면 연마장치의 캐리어 플레이트 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 양면 연마장치의 캐리어 플레이트 구조는, 웨이퍼의 양면을 연마하는 양면 연마장치에 있어서, 상기 웨이퍼를 유지하기 위한 유지구멍에는 상기 웨이퍼와 상기 유지구멍 가장자리와의 접촉을 방지하여 상기 웨이퍼의 외주부(Edge)의 변형을 방지하기 위하여 홀더가 설치된 것을 그 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1에는 본 발명에 따른 양면 연마장치의 캐리어 플레이트 구조의 구성을 개략적으로 나타낸 평면 구성도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 2에서 A-A 선을 따라 절개하여 나타내 보인 단면도가 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명에 따른 양면 연마장치의 캐리어 플레이트 구조가 적용된 양면 연마장치의 요부 단면도가 도시되어 있다.
도면을 각각 참조하면, 우선, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 태양기어가 조립되지 않고, 한 쌍의 상부 및 하부정반(23,24) 사이에서 캐리어 플레이트(11)를 운동시킴으로써 웨이퍼(10)의 양면을 동시에 연마하는 무태양기어식 양면 연마장치라면 한정되지 않는다.
그리고 상기 캐리어 플레이트(11)에 형성된 웨이퍼(10)를 유지시키기 위한 유지구멍(11a)의 개수는 1개(매엽식)나, 복수개라도 한정되지 않는다. 이러한 유지구멍(11a)의 크기는 연마되는 웨이퍼(10)의 크기에 따라 임의로 변경할 수 있다. 따라서 후술하는 홀더(Holder)(12) 및 고무패드(12a)의 크기도 변경될 수 있다.
또한 상기 캐리어 플레이트(11)의 운동은, 이 캐리어 플레이트(11)의 표면(또는 이면)과 평행한 면내에서의 운동으로서, 그 운동의 방향은 한 쌍의 연마정반 사이에 유지된 웨이퍼(10)가 그 대응하는 유지구멍(11a) 내에서 선회시켜지도록 캐리어 플레이트(11)의 자전을 동반하지 않는 원운동이다.
그리고 본 발명의 특징부를 이루는 것으로, 상기 캐리어 플레이트(11)에 형성된 웨이퍼(10)를 유지하기 위한 유지구멍(11a)에는 웨이퍼(10)와 유지구멍(11a) 가장자리와의 접촉을 방지하여 웨이퍼(10)의 외주부(Edge)의 변형을 방지하기 위하여 홀더(12)가 설치된다.
이 홀더(12)는 캐리어 플레이트(11)와 동일한 소재로 이루어지는 것으로, 에폭시 글라스(Epoxy Glass)로 이루어진다. 또한 이 홀더(12)는 작업자의 운용을 용이하게 하기 위하여 도넛(Doughnut) 형태로 이루어지고, 작업자의 운용을 용이하게 하기 위하여 최소한 그 폭은 20mm로 형성된다. 그러나, 웨이퍼(10) 삽입 후 밀착이 잘 이루어지도록 형성되면 상기한 치수에 한정되지 않는다.
상기 홀더(12)의 내주 형태는 웨이퍼(10)의 삽입이 용이하도록 상부가 하부보다 넓은 U자 형상으로 이루어진다. 따라서, 상기 폭은 상부를 기준으로 한다.
또한 상기 홀더(12) 내의 가장자리에는 웨이퍼(10)가 홀더(12) 내에서 회전 이나 파손되는 것을 특히 웨이퍼(10)의 외주부의 손상을 방지하기 위한 고무패드(12a)(Rubber Pad)가 부착 설치되고, 이 고무패드(12a)의 내면은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 라운드 형태를 이루며 형성된다. 동시에 상기 홀더(12)와 같이 그 내주면도 U자 형태로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 고무패드(12a)는 마찰저항이 크고 상부정반(23) 및 하부정반(24)의 압력에 쉽게 변형되어 웨이퍼(10) 외주부의 손상을 방지할 수 있으면 그 소재 및 형태는 한정되지 않는다.
한편, 도 1에서 설명되지 않은 참조부호 15,16,17은 상부정반(23) 및 하부정반(24)과의 마찰면을 줄이기 위해 형성된 홀이다.
상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 양면 연마장치의 캐리어 플레이트 구조의 작용을 설명하면 다음과 같다.
도면을 다시 참조하면, 본 발명에 따른 양면 연마장치의 캐리어 플레이트 구조는, 웨이퍼(10)를 유지하기 위한 웨이퍼(10) 유지구멍(11a)을 확대 성형하여, 유지구멍(11a) 내부에 웨이퍼(10)를 고정하는 고무패드(12a)가 부착된 홀더(12)를 삽입하여 연마 시 웨이퍼(10)의 외주부(Edge)가 캐리어 플레이트(11)와 접촉하지 않고 종래와 동일하게 상부정반(23) 및 하부정반(24)의 회전운동에 의한 유지구멍(11a) 내부에서의 선회운동을 가능하게 하여 웨이퍼(10) 외주부의 표면거칠기 변형을 방지한다.
이를 보다 구체적으로 설명한다.
종래에는 캐리어 플레이트에 형성된 웨이퍼의 유지구멍 내에 웨이퍼를 직접 삽입 유지한 후, 상부정반(23)과 하부정반(24)에 압력을 가하여 웨이퍼의 양면을 연마하는 방식으로 연마 시, 캐리어 플레이트와 웨이퍼가 접촉하여 웨이퍼의 외주부에 스크래치(scratch) 등의 변형을 발생시켰다.
이에 반해 본 발명에 따른 양면 연마장치의 캐리어 플레이트 구조에서는, 상기 캐리어 플레이트(11)의 유지구멍(11a)을 확대하고, 웨이퍼(10)가 삽입된 홀더(12)를 삽입 유지하여 캐리어 플레이트(11)와 홀더(12)가 접촉하게 한 것이다.
그리고 연마 시 웨이퍼(10)가 캐리어 플레이트(11)와 접촉하지 않고 종래와 동일하게 상부정반(23) 및 하부정반(24)의 회전운동에 의한 유지구멍(11a) 내부에서의 선회운동을 가능하게 한다. 따라서 웨이퍼(10) 외주부의 표면거칠기 변형을 방지한다.
또한 마찰저항이 크고 상부정반(23) 및 하부정반(24)의 압력에 쉽게 변형되어 웨이퍼(10) 외주부에 손상을 방지할 수 있는 고무패드(12a)를 부착 설치하여 웨이퍼(10)가 홀더(12) 내에서의 회전이나 파손되는 것을 방지한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 양면 연마장치의 캐리어 플레이트 구조는 다음과 같은 효과를 갖는다.
캐리어 플레이트에 형성된 유지구멍에 웨이퍼를 직접 삽입 유지하는 종래의 캐리어 플레이트와는 달리 웨이퍼를 상부 및 하부정반의 압력하에서 고정할 수 있는 홀더을 삽입 유지함으로써, 웨이퍼와 캐리어 플레이트와의 접촉을 방지하여 웨이퍼 외주부의 변형을 방지할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 웨이퍼(10)의 양면을 연마하는 양면 연마장치의 캐리어 플레이트 구조에 있어서,
    상기 웨이퍼(10)를 유지하기 위한 유지구멍(11a)에는 상기 웨이퍼(11)와 상기 유지구멍(11a) 가장자리와의 접촉을 방지하여 상기 웨이퍼(10)의 외주부(Edge)의 변형을 방지하기 위하여 그 내부 가장자리에 고무패드(12a)가 부착된 홀더(12)가 설치된 캐리어 플레이트(11)를 포함하는 양면 연마장치의 캐리어 플레이트 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 홀더(12)는 상기 캐리어 플레이트(11)와 동일한 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 양면 연마장치의 캐리어 플레이트 구조.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 홀더(12)는 에폭시 글라스로 이루어진 것을 특징으로 하는 양면 연마장치의 캐리어 플레이트 구조.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 홀더(12)는 도넛 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 양면 연마장치의 캐리어 플레이트 구조.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 홀더(12)의 상부 폭은 20mm인 것을 특징으로 하는 양면 연마장치의 캐리어 플레이트 구조.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 홀더(12)의 내주 형태는 상부가 하부보다 넓은 U자 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 양면 연마장치의 캐리어 플레이트 구조.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 고무패드(12a)의 내주면은 라운드 형태를 이루는 것을 특징으로 하는 양면 연마장치의 캐리어 플레이트 구조.
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